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infotek 2024-11-11 07:54

基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) ZfB " E  
应用示例简述 X@f "-\  
1. 系统细节 3}/&w\$  
 光源 |M+<m">E  
— 高斯激光束 DS'n  
 组件 qBCK40   
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 YiPoYlD*n<  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 u&n' ITH  
 探测器 ? 8LXP  
— 视觉感知的仿真 y>aZXa  
— 高帽,转换效率,信噪比 WoBo9aR  
 建模/设计 AU$Uxwz4  
— 场追迹: <^lRUw  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 sxt-Vs7+6  
HTyLJe  
2. 系统说明 ]X^rU`":  
s%W<dDINl  
/;utcc  
D &/L:  
3. 建模&设计结果 di>cMS 4 c  
uNHF'?X  
不同真实傅里叶透镜的结果: /<]{KI  
YWxc-fPZ  
<NuUW9+  
g2T -TG'd  
4. 总结 LH@j8YB5u  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 !H}vu]R  
R@`y>XGNJ  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 7__Q1 > o  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,Bal  
`^4vT3e  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 FGh] S-A  
4-[J@  
应用示例详细内容 ]._LLSzWhg  
1)[]x9]^q'  
系统参数 KFFSv{m[  
kVy\b E0o  
1. 该应用实例的内容 NwZ@#D#[ Y  
cJL'$`gWf  
~mR'Q-hi<  
LK@lpkX  
Ix(><#P  
2. 仿真任务 'GL*u#h  
Z"uY}P3  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 MC { 2X  
oun;rMq  
3. 参数:准直输入光源 q| LDo~H  
V@\%)J'g  
E_bO9nRHV  
C|o`k9I#  
4. 参数:SLM透射函数 QQV~?iW{~  
{4-[r#R<M  
@, Wvvh  
5. 由理想系统到实际系统 HuV J\%.  
s$a09x  
!eUDi(   
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 MG{YrX)oi  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 "^1L'4'S  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 `Ps:d^8*P  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 '_$uW&{NI  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 NoJ`6MB  
$&2UTczp  
Vo"RO$%ow*  
leQT-l2Bk  
,yTjU{<"  
应用示例详细内容 uZ=NSbYsA  
=lu/9 i6  
仿真&结果 Ck /F9(  
is@b&V]  
1. VirtualLab中SLM的仿真 _{ZqO;[u  
m{7(PHpw  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 bl'z<S, '  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 5A4&+rdU  
 为优化计算加入一个旋转平面 mSo_} je(  
d` [HT``  
ku..aG`  
q`G,L(  
2. 参数:双凸球面透镜 V14B[|YM<  
"hy.GWF|*  
1\r|g2Z :  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 yZWoN&  
 由于对称形状,前后焦距一致。  fu9Cx  
 参数是对应波长532nm。 MW+b;0U`#  
 透镜材料N-BK7。 xrN &N_K#  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 t>uN'oCyC  
A=j0On  
T t>8?  
0{j&6I2  
Q 3y;$"  
M5trNSL&u  
3. 结果:双凸球面透镜 "jaJr5Wv=y  
zR32PG>9  
JO@|*/mL  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 jU5}\oP@  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 r lKlpl  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 L-9~uM3@\  
I=!rbF;Z  
gp-T"l  
ZoB {x*IH  
UG<79"\i  
4. 参数:优化球面透镜 C -?!S  
 PTS]7  
8j4z{+'TQ  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 @+WQ ^  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 w\19[U3  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 )$Z=t-q  
 透镜材料同样为N-BK7。 @EoZI~  
@;?T~^nGj  
8#&q$kE  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3.)b4T  
WW@d:R  
l)-Mq@V  
:>81BuMvg  
5. 结果:优化的球面透镜 BJS-Jy$-  
lW 81q2n  
wap3Kd>MP  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 SI6B#u-i  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 SAY f'[|w  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 2:LHy[{5  
emW:C-/h/@  
&''WRgZ}  
J4YBqp  
6. 参数:非球面透镜 (7DXRcr<  
!7d*v3)d  
/(8a~f&%r  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 HBB{m  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 UgN28YrW  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 x^*1gv $o  
/xJqJ_70X  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _U{&@}3  
Y[SU&LM  
pZZf[p^s|  
p*l$Wj  
]/cd;u  
7. 结果:非球面透镜 3u33a"nL8  
.4l/_4,s_  
z* <y5  
 生成期望的高帽光束形状。 ?tg  y|  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 %/.a]j!  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ^JR;epVJ  
/b;K  
HvxJj+X9  
tU/k-W3X  
>ulY7~wUv  
8. 总结 *xR 2)u  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1=2^90  
},[;O^Do^{  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 `)4a[thp  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 s4H2/EC  
|3? 8)z\n  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 :"o o>  
l\$ +7|W  
扩展阅读 l|V;Ys5f  
Fd\ e*ww'  
扩展阅读 5y4u5Tm-%  
 开始视频 JmpsQ,,  
-     光路图介绍 n +1y  
 该应用示例相关文件: X%9*O[6{  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ~]L}p  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
<f~Fl^^8  
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